曲線運動教學設計教案
【教學目標】
1.知道曲線運動是一種變速運動，它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上。
2.理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上。
3.培養(yǎng)學生觀察實驗和分析推理的能力。
4.激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生探究物理問題的習慣。
【重點難點】
1.重點：曲線運動的速度方向;物體做曲線運動的條件。
2.難點：物體做曲線運動的條件。
【導學流程】
前置復習
前邊幾章我們研究了直線運動，同學們思考以下兩個問題：
1. 什么是直線運動?
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2. 物體做直線運動的條件是什么?
___________________________________________________
在實際生活中，普遍發(fā)生的是曲線運動，那么什么是曲線運動?本節(jié)課我們就來學習這個問題。
新課學習
一、曲線運動的速度方向：
1.曲線運動是常見的，你能舉出物體做曲線運動的一些實例嗎?
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2.觀察課本P32圖6.1-1和圖6.1-2思考：砂輪打磨下來的熾熱微粒。飛出去的鏈球，它們沿著什么方向?
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3.討論或猜測，曲線運動的速度方向應該怎樣?
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4.是不是象我們大家猜測的這樣呢?讓我們來看一個演示實驗：教師演示課本P32演示實驗驗證學生的猜測，從而得到結論：
曲線運動速度的方向___________________________________________________
5.什么是曲線的切線呢?
結合課本P33圖6.1-4閱讀課本P33前兩段加深曲線的切線的理解。
6.閱讀課本P33第四段，試分析推理曲線運動是勻速運動還是變速運動?
速度是________(矢量.標量)，所以只要速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了________，也就具有________， 因此曲線運動是________。
7.練習：曲線滑梯如圖所示，試標出人從滑梯上滑下時在A、B、C、D各點的速度方向。
二、物體做曲線運動的條件：
1.提出問題：既然曲線運動是變速運動，那么由可知具有加速度，又由可知受力不為零，那到底有什么樣的特點呢?
2.實驗探究
器材：光滑玻璃板 小鋼球 磁鐵
演示：小鋼球在水平玻璃板上做勻速直線運動。
問題：給你一磁鐵，如何使小鋼球①加速仍做直線運動。②減速仍做直線運動。③做曲線運動。制定你的實驗方案。
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實驗驗證：請兩名同學利用他們的方案來進行驗證。演示給全體學生。
分析論證：
�、僦本�加速：的方向與的方向__________。
②直線減速：的方向與的方向__________。
�、矍�運動：的方向與成一__________。
結論：當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時，物體做__________;當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體就做__________。
3.物體做曲線運動的條件：______________________________。
4.實踐應用：
�、購臉尶谏涑龅淖訌棡槭裁醋銮�運動?
______________________________
�、谘厮阶烂嫦蚯皾L動的鋼球經(jīng)過磁鐵時，為什么轉(zhuǎn)了彎?
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�、塾懻擃}：結合本節(jié)所學與前面知識體系來分類歸納力和運動的關系。
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5.強化訓練
如圖所示是標槍運動路線的示意圖，請回答下面問題。
①畫出它在各點的速度方向。
�、诋嫵鰳藰屧诟鼽c的受力方向(不計空氣阻力)。
�、壅f明標槍的運動軌跡為什么是曲線。
�、軓淖鞒龅膱D中可看出，力的方向總是指向軌跡彎曲的內(nèi)側，這是否可作為一條規(guī)律。
小結：做曲線運動的物體，合外力的方向總是指向曲線的內(nèi)側，是一條規(guī)律。
三、小結
同學們根據(jù)自身特點，各自進行。
1.獨立歸納，應用自己熟悉的方式并能找出重點內(nèi)容。
2.討論歸納，列出知識的框架圖，說明知識的認知過程。
3.結合提綱，知識重現(xiàn)，小結歸納。
小結提綱
1.曲線運動的特點。
2.曲線運動的性質(zhì)。
3.物體做直線運動的條件。
4.物體做曲線運動的條件。
四、基礎過關題
1.關于曲線運動，下列判斷正確的是( )
A.曲線運動的速度大小可能不變
B.曲線運動的`速度方向可能不變
C.曲線運動的速度可能不變
D.曲線運動可能是勻變速運動
2.關于曲線運動的條件，以下說法正確的是( )
A.物體受變力作用才可能做曲線運動
B.物體受恒力作用也可能做曲線運動
C.物體所受合力為零不可能做曲線運動
D.物體只要受到合外力就一定做曲線運動
3.一物體在幾個恒力作用下平衡，現(xiàn)突然撤去其中一個力，則該物體的運動情況可能是( )
A.做勻加速直線運動
B.做勻減速直線運動
C.做曲線運動
D.做勻速運動
4.如下圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B點，這時突然使它所受的力反向而保持大小不變，則在此力作用下，物體以后的運動軌跡是圖中3條虛線中的( )
A.Bc
B.Bb
C.Ba
D.都不是
5.關于做曲線運動的物體，下列說法正確的是( )
A.它所受的合力一定不為零
B.有可能處于平衡狀態(tài)
C.速度方向一定時刻改變
D.受的合外力方向有可能與速度方向在同一條直線上
參考答案:
1.AD
2.BC
3.ABC
4.A
5.AC
附：板書設計
【備課資料】
一、正確認識曲線運動中合外力的作用效果
設質(zhì)點沿如圖所示的曲線運動，在時刻位于A點，經(jīng)位于B點，它在A點和B點的瞬時速度分別用和表示，那么在內(nèi)質(zhì)點的平均加速度應表示為：式中，是速度的變化量，的方向應與此方向相同，按照矢量運算法則(平行四邊形定則)，的方向如圖所示，即的方向是指向曲線凹的一側，當足夠小趨于零時，平均加速度無限接近于在A點的瞬時加速度，它的方向與足夠小的方向相同，也指向曲線的凹側，由牛頓第二定律可知，質(zhì)點所受合外力的方向與其加速度方向相同，總指向曲線的凹側。
把加速度和合外力F都分解在沿切線和沿法線(與切線垂直)方向上，如下圖所示：
沿切線方向的分力產(chǎn)生切線方向的加速度，當和同向時，速率增加;當和反向時，速率減小，如果物體做曲線運動的速率不變，說明，即，此時的合外力方向一定與速度方向垂直，沒有改變速度的大小。
沿法線方向的分力產(chǎn)生法線方向上的加速度，改變了速度的方向，由于曲線運動的速度方向時刻在改變，合外力的這一作用效果對任何曲線運動總是存在的。
可見，在曲線運動中合外力的作用，首先是產(chǎn)生以改變速度的方向，對于變速率曲線運動，合外力不僅改變速度的方向，同時還要改變速度的大小。
二、實驗指導
1.研究曲線運動的速度方向
讓學生拿細繩拴一個小球，先掄動繩子，讓學生觀察小球的圓周運動，利用視覺暫留這一視覺功能便會形成一個圓周軌跡的圖像，然后松手，讓學生觀察小球沿切線方向的運動，可說明做曲線運動的物體的速度方向在該點的切線上。
2.驗證物體做曲線運動的條件
該實驗可在實物投影儀上進行。
在投影儀上放一張透明膠片，讓小球從斜槽上滾下，在膠片上記下小球做直線運動的軌跡，然后在旁邊放一個條形磁鐵，再次讓小球從斜槽上滾下，觀察小球的運動軌跡，小球?qū)⑵x，沿曲線運動。
實驗時應注意：
1.由于投影儀的大小有限，實驗時斜槽不能整個地放在投影儀上，可以讓一個學生協(xié)助操作，或者幫助拿斜槽，或者幫助劃線。
2.斜槽的位置要固定。
3.磁鐵不能離 太近，以免小球被磁鐵吸住。
【教學反思】曲線運動速度的方向
傳統(tǒng)的教學過程：列舉旋轉(zhuǎn)砂輪上的火星，旋轉(zhuǎn)雨傘上的水滴沿圓周切線飛出的事例得出結論：做曲線運動的質(zhì)點經(jīng)過某位置的速度方向，在曲線過這點的切線方向上。講解有關例題，布置有關習題。
改進的教學過程：觀察砂輪上的火星.鏈球運動員投擲鏈球的照片。提出問題：怎樣確定做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向?實驗：通過鋼球在具有任意曲線形狀的導軌內(nèi)的運動，說明曲線運動某點的速度方向跟曲線相切。
水平桌面上有一曲線軌道，它是由幾段稍短的軌道組合而成的。鋼珠由軌道的一端滾入，在軌道的束縛下按軌道的形狀做曲線運動。在軌道的出口A處放一張白紙，蘸有墨水的鋼珠離開軌道后在白紙上留下一條運動的痕跡，它記錄了鋼珠在A點的運動方向。
取去一段短軌道，鋼珠的軌道出口改在圖中B處，在B處放一張白紙，記錄鋼珠在軌道B點的運動方向。還可以繼續(xù)取其它位置作為軌道出口進行相同的實驗。
改進的教學過程：簡單的理論分析，滲透極限的思想。由平均速度過渡到瞬時速度。
得出結論：做曲線運動的質(zhì)點經(jīng)過某位置的速度方向，在曲線過這點的切線方向上。
體驗：做一個顯示拋體運動速度方向的飛鏢。
(1)觀察在空中速度方向的變化;
(2)觀察飛鏢插入泥土時的入射角。
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